基于STM32设计的遥控小车(手机APP+GPS+温湿度+ESP8266)

一、环境介绍

小车主控MCU: STM32F103ZET6

STM32程序开发IDE: keil5

STM32程序风格: 采用寄存器方式开发，注释齐全，执行效率高，方便移植

手机APP: 采用QT设计，程序支持跨平台编译运行(Android、IOS、Windows、Linux都可以编译运行，对应平台上QT的环境搭建，之前博客已经发了文章讲解)

硬件包含: 淘宝购买的完整一套4轮遥控小车(采用STM32F103ZET6作为主控板)、DHT11温湿度传感器、中科微GPS模块、ESP8266

小车完整源码下载地址:

https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19557040 APP完整源码下载地址: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19557009

二、功能介绍

这是基于STM32设计的4轮遥控小车,支持通过Android手机APP、Windows上位机完成对小车遥控；支持前进、后退、左转、右转、停止等操作。

小车上会实时采集温度、湿度、GPS经纬度、通过ESP8266 WIFI上传至手机APP,手机APP收到数据之后，会将温湿度实时显示出来，经纬度收到后会调用百度地图，显示小车的位置，并且数据也会存放到数据库里，方便查看历史数据;支持范围内温湿度查询、最高温湿度、最低温湿度查询。

小车电机驱动模块采用L298N、WIFI模块采用ESP8266、MCU采用STM32F103C8T6、温湿度模块采用DTH11、GPS模块采用北斗GPS+BDS。

三、相关硬件介绍

四、程序源码

硬件连接说明:

GPS接的串口1: PA3(RX) --5V~3.3V

WIFI接的串口3: PB10(TX)--->接ESP8266的RX PB11(RX)--->接ESP8266的TX --3.3V

DHT11温湿度接: PA7

4.1 STM32小车端: main.c源码

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include <string.h>
#include "timer.h"
#include "bluetooth.h"
#include "esp8266.h"
#include "dht11.h"
#include "gps.h"
#include "motor.h"
 
/*
硬件连接说明:  
GPS接的串口1:   PA3(RX)   --5V~3.3V
WIFI接的串口3:  PB10(TX)--->接ESP8266的RX    PB11(RX)--->接ESP8266的TX    --3.3V
DHT11温湿度接:  PA7    
*/
u8 ESP8266_SendBuff[50];
char Buffer[1024];
 
int main()
{
   u32 time_cnt=0;
   double Longitude=120.086199;
   double latitude=30.139219;
   u8 temp=20;
   u8 humi=70;
    
    //延时2秒保证系统稳定
   delay_ms(1000);
   delay_ms(1000);
 
   LED_Init();
   BEEP_Init();
    
   USART1_Init(115200);  //串口调试
    
   USART2_Init(9600); //接GPS模块
   TIMER2_Init(72,20000);
    
   USART3_Init(115200);   //串口-WIFI ESP8166_01默认波特率9600  ESP8266_12F默认波特率115200
   TIMER3_Init(72,20000); //超时时间20ms
   
 
   printf("正在初始化请稍等.\r\n");
 
   printf("DHT11_Init:%d\r\n",DHT11_Init());//温湿度传感器初始化
   
   printf("准备检测WIFI硬件,请稍等...\r\n");
    //初始化WIFI硬件
   if(ESP8266_Init())printf("WIFI硬件错误.\r\n");
   else
   {
       printf("WIFI设备正常....\r\n");
      //配置WIFI的模式   192.168.4.1
      printf("WIFI配置状态:%d\r\n",ESP8266_AP_TCP_Server_Mode("esp8266_666","12345678",8089));
   }
   
    MotorInit();  //电机初始化
 
   //电机脉冲控制  
   TIMER4_Init(72,1000);
    
   while(1)
   {    
       //接收到GPS的数据
       if(USART2_RX_FLAG)
       {
           USART2_RX_BUFFER[USART2_RX_CNT]='\0';
           //解析经纬度
           GPS_GNRMC_Decoding((char*)USART2_RX_BUFFER,&Longitude,&latitude);
           USART2_RX_CNT=0;
           USART2_RX_FLAG=0;
           //打印到串口调试助手
           printf("GPS:%f,%f\r\n",Longitude,latitude);
       }
       
        
        //接收到WIFI的数据
        if(USART3_RX_FLAG)
        {
            USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
            printf("WIFI:%s\r\n",USART3_RX_BUFFER);
 
            strcpy(Buffer,(char*)USART3_RX_BUFFER);
            USART3_RX_CNT=0;
            USART3_RX_FLAG=0;
                       
            BEEP=1;
            delay_ms(50);            
            BEEP=0;
            
            if(strstr((char*)Buffer,":a"))
            {
                printf("向前...\r\n");
                CarGo();
            }
            else if(strstr((char*)Buffer,":b"))
            {
                 printf("后退...\r\n");
                CarBack();
            }
            else if(strstr((char*)Buffer,":c"))
            {
                 printf("向左...\r\n");
                 CarLeft();
            }
            else if(strstr((char*)Buffer,":d"))
            {
                 printf("向右...\r\n");
                 CarRight();
            }
            else if(strstr((char*)Buffer,":e"))
            {
                 printf("停止...\r\n");
                 CarStop();
            }
        }
        
       time_cnt++;
       delay_ms(10);
       
       //判断轮询时间
       if(time_cnt>=100*2)
       {
            time_cnt=0;
            //读取温湿度数据
           DHT11_Read_Data(&temp,&humi);
           
           sprintf((char*)ESP8266_SendBuff,"#%d,%d,%f,%f",temp,humi,Longitude,latitude);
           //向服务器上传数据
           ESP8266_ServerSendData(0,ESP8266_SendBuff,strlen((char*)ESP8266_SendBuff));
           
           //打印到串口调试助手
           printf("ESP8266_SendBuff:%s\r\n",(char *)ESP8266_SendBuff);
           
           //运行状态
           Motor_LED=!Motor_LED;
       }
   }
}

4.2 STM32小车端: 电机控制源码

#include "motor.h"
 
 
//全局变量定义
unsigned int speed_count=0;//占空比计数器 50次一周期
int front_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
int front_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
int behind_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
int behind_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
 
 
unsigned char continue_time=0;
 
 
//根据占空比驱动电机转动
void CarMove(void)
{   
     BEHIND_RIGHT_EN;
        //右前轮
    if(front_right_speed_duty > 0)//向前
    {
        if(speed_count < front_right_speed_duty)
        {
            FRONT_RIGHT_GO;
        }else                //停止
        {
            FRONT_RIGHT_STOP;
        }
    }
    else if(front_right_speed_duty < 0)//向后
    {
        if(speed_count < (-1)*front_right_speed_duty)
        {
            FRONT_RIGHT_BACK;
        }else                //停止
        {
            FRONT_RIGHT_STOP;
        }
    }
    else                //停止
    {
        FRONT_RIGHT_STOP;
    }
    
    //左后轮
    if(behind_left_speed_duty > 0)//向前
    {
        if(speed_count < behind_left_speed_duty)
        {
            BEHIND_LEFT_GO;
        }   else                //停止
        {
            BEHIND_LEFT_STOP;
        }
    }
    else if(behind_left_speed_duty < 0)//向后
    {
        if(speed_count < (-1)*behind_left_speed_duty)
        {
            BEHIND_LEFT_BACK;
        }   else                //停止
        {
            BEHIND_LEFT_STOP;
        }
    }
    else                //停止
    {
        BEHIND_LEFT_STOP;
    }
}
 
 
//向前
void CarGo(void)
{
    front_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
    front_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
    behind_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
    behind_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
}
 
//后退
void CarBack(void)
{
    front_left_speed_duty=-SPEED_DUTY;
    front_right_speed_duty=-SPEED_DUTY;
    behind_left_speed_duty=-SPEED_DUTY;
    behind_right_speed_duty=-SPEED_DUTY;
}
 
//向左
void CarLeft(void)
{
    front_left_speed_duty=-20;
    front_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
    behind_left_speed_duty=-20;
    behind_right_speed_duty=SPEED_DUTY+10;//增加后轮驱动力
}
 
//向右
void CarRight(void)
{
    front_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
    front_right_speed_duty=-20;
    behind_left_speed_duty=SPEED_DUTY+10;//增加后轮驱动力
    behind_right_speed_duty=-20;
}
 
//停止
void CarStop(void)
{
    front_left_speed_duty=0;
    front_right_speed_duty=0;
    behind_left_speed_duty=0;
    behind_right_speed_duty=0;
}
 
 
 
/*
FRONT_LEFT_F_PIN    PG13    左前前进IO
FRONT_LEFT_B_PIN    PG11    左前后退IO
FRONT_RIGHT_F_PIN   PC11    右前前进IO
FRONT_RIGHT_B_PIN   PD0   右前后退IO
BEHIND_LEFT_F_PIN   PD6     左后前进IO
BEHIND_LEFT_B_PIN   PG9     左后后退IO
右后电机的两个控制IO这里改为两路使能EN1、EN2，高电平有效
BEHIND_RIGHT_F_PIN  PD4     右电机使能IO
BEHIND_RIGHT_B_PIN  PD2     左电机使能IO
*/
void MotorInit(void)
{
    RCC->APB2ENR|=1<<8; //PG
    RCC->APB2ENR|=1<<5; //PD
    RCC->APB2ENR|=1<<4; //PC
    
    GPIOG->CRH&=0xFF0F0F0F;
    GPIOG->CRH|=0x00303030;
    
    GPIOD->CRL&=0xF0F0F0F0;
    GPIOD->CRL|=0x03030303;
    
    GPIOC->CRH&=0xFFFF0FFF;
    GPIOC->CRH|=0x00003000;
    
    CarStop();
 
}

4.3 STM32小车端: ESP8266 WIFI源码

#include "esp8266.h"
u8 ESP8266_IP_ADDR[16]; //255.255.255.255
u8 ESP8266_MAC_ADDR[18]; //硬件地址
/*
函数功能: ESP8266命令发送函数
函数返回值:0表示成功  1表示失败
*/
u8 ESP8266_SendCmd(char *cmd)
{
    u8 i,j;
    for(i=0;i<10;i++) //检测的次数--发送指令的次数
    {
        USART3_RX_FLAG=0;
        USART3_RX_CNT=0;
        USARTx_StringSend(USART3,cmd);
        delay_ms(200);
        if(USART3_RX_FLAG)
        {
            USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
            USART3_RX_FLAG=0;
            USART3_RX_CNT=0;
            if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"OK"))
            {
                return 0;
            }
        }
    }
    return 1;
}
 
/*
函数功能: ESP8266硬件初始化检测函数
函数返回值:0表示成功  1表示失败
*/
u8 ESP8266_Init(void)
{
    ESP8266_SendCmd("+++");
    delay_ms(200);
    ESP8266_SendCmd("+++");
    delay_ms(200);
    return ESP8266_SendCmd("AT\r\n");
}
 
/*
函数功能: 一键配置WIFI为AP+TCP服务器模式
函数参数:
char *ssid  创建的热点名称
char *pass  创建的热点密码 （最少8位）
u16 port    创建的服务器端口号
函数返回值: 0表示成功 其他值表示对应错误值
*/
u8 ESP8266_AP_TCP_Server_Mode(char *ssid,char *pass,u16 port)
{
    char *p;
    u8 i;
    char tmp_buff[100];
    /*1. 测试硬件*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT\r\n"))return 1;
    /*2. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 2;
    /*3. 设置WIFI模式*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=2\r\n"))return 3;
    /*4. 复位*/
    ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n");
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    /*5. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 5;
    /*6. 设置WIFI的AP模式参数*/
    sprintf(tmp_buff,"AT+CWSAP=\"%s\",\"%s\",1,4\r\n",ssid,pass);
    if(ESP8266_SendCmd(tmp_buff))return 6;
    /*7. 开启多连接*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=1\r\n"))return 7;
    /*8. 设置服务器端口号*/
    sprintf(tmp_buff,"AT+CIPSERVER=1,%d\r\n",port);
    if(ESP8266_SendCmd(tmp_buff))return 8;
    /*9. 查询本地IP地址*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CIFSR\r\n"))return 9;
    //提取IP地址
    p=strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"APIP");
    if(p)
    {
        p+=6;
        for(i=0;*p!='"';i++)
        {
            ESP8266_IP_ADDR[i]=*p++;
        }
        ESP8266_IP_ADDR[i]='\0';
    }
    //提取MAC地址
    p=strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"APMAC");
    if(p)
    {
        p+=7;
        for(i=0;*p!='"';i++)
        {
            ESP8266_MAC_ADDR[i]=*p++;
        }
        ESP8266_MAC_ADDR[i]='\0';
    }
    
    //打印总体信息
    printf("当前WIFI模式:AP+TCP服务器\n");
    printf("当前WIFI热点名称:%s\n",ssid);
    printf("当前WIFI热点密码:%s\n",pass);
    printf("当前TCP服务器端口号:%d\n",port);
    printf("当前TCP服务器IP地址:%s\n",ESP8266_IP_ADDR);
    printf("当前TCP服务器MAC地址:%s\n",ESP8266_MAC_ADDR);
    return 0;
}
 
 
/*
函数功能: TCP服务器模式下的发送函数
发送指令: 
*/
u8 ESP8266_ServerSendData(u8 id,u8 *data,u16 len)
{
    u8 i,j,n;
    char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSEND=%d,%d\r\n",id,len);
        USARTx_StringSend(USART3,ESP8266_SendCMD);
        delay_ms(200);
        if(USART3_RX_FLAG)
        {
            USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
            USART3_RX_FLAG=0;
            USART3_RX_CNT=0;
            if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,">"))
            {
                //继续发送数据
                USARTx_DataSend(USART3,data,len);
                //等待数据发送成功
                delay_ms(200);
                if(USART3_RX_FLAG)
                {
                    USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='\0';
                    USART3_RX_FLAG=0;
                    USART3_RX_CNT=0;
                    if(strstr((char*)USART3_RX_BUFFER,"SEND OK"))
                    {
                        return 0;
                    }
                 }                     
            }
        }
    }
    return 1;
}

4.4 QT软件端代码布局

基于STM32设计的遥控小车(手机APP+GPS+温湿度+ESP8266)

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